ThreadLocal实现中的ThreadLocalMap为什么不直接使用HashMap

Love The Way You Lie 2024-04-07 13:09 34阅读 0赞

前言

前一段时间，有同事使用ThreadLocal踩坑了，正好引起了我的兴趣。

所以近期，我抽空把ThreadLocal的源码再研究了一下，越看越有意思，发现里面的东西还真不少。

我把精华浓缩了一下，汇集成了下面11个问题，看看你能顶住第几个？

![93239186a6e641f89498894557188a50.png][]  
1. 为什么要用ThreadLocal?

并发编程是一项非常重要的技术，它让我们的程序变得更加高效。

但在并发的场景中，如果有多个线程同时修改公共变量，可能会出现线程安全问题，即该变量最终结果可能出现异常。

为了解决线程安全问题，JDK出现了很多技术手段，比如：使用synchronized或Lock，给访问公共资源的代码上锁，保证了代码的原子性。

但在高并发的场景中，如果多个线程同时竞争一把锁，这时会存在大量的锁等待，可能会浪费很多时间，让系统的响应时间一下子变慢。

因此，JDK还提供了另外一种用空间换时间的新思路：ThreadLocal。

它的核心思想是：共享变量在每个线程都有一个副本，每个线程操作的都是自己的副本，对另外的线程没有影响。

例如：

@Service  
public class ThreadLocalService \{  
private static final ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<>();

public void add() \{  
threadLocal.set(1);  
doSamething();  
Integer integer = threadLocal.get();  
\}  
\}

2. ThreadLocal的原理是什么？

为了搞清楚ThreadLocal的底层实现原理，我们不得不扒一下源码。

ThreadLocal的内部有一个静态的内部类叫：ThreadLocalMap。

public class ThreadLocal<T> \{  
...  
public T get() \{  
//获取当前线程  
Thread t = Thread.currentThread();  
//获取当前线程的成员变量ThreadLocalMap对象  
ThreadLocalMap map = getMap(t);  
if (map != null) \{  
//根据threadLocal对象从map中获取Entry对象  
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);  
if (e != null) \{  
@SuppressWarnings("unchecked")  
//获取保存的数据  
T result = (T)e.value;  
return result;  
\}  
\}  
//初始化数据  
return setInitialValue();  
\}  
  
private T setInitialValue() \{  
//获取要初始化的数据  
T value = initialValue();  
//获取当前线程  
Thread t = Thread.currentThread();  
//获取当前线程的成员变量ThreadLocalMap对象  
ThreadLocalMap map = getMap(t);  
//如果map不为空  
if (map != null)  
//将初始值设置到map中，key是this，即threadLocal对象，value是初始值  
map.set(this, value);  
else  
//如果map为空，则需要创建新的map对象  
createMap(t, value);  
return value;  
\}  
  
public void set(T value) \{  
//获取当前线程  
Thread t = Thread.currentThread();  
//获取当前线程的成员变量ThreadLocalMap对象  
ThreadLocalMap map = getMap(t);  
//如果map不为空  
if (map != null)  
//将值设置到map中，key是this，即threadLocal对象，value是传入的value值  
map.set(this, value);  
else  
//如果map为空，则需要创建新的map对象  
createMap(t, value);  
\}  
  
static class ThreadLocalMap \{  
...  
\}  
...  
\}

ThreadLocal的get方法、set方法和setInitialValue方法，其实最终操作的都是ThreadLocalMap类中的数据。

其中ThreadLocalMap类的内部如下：

static class ThreadLocalMap \{  
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> \{  
Object value;

Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) \{  
super(k);  
value = v;  
\}  
\}  
...  
private Entry\[\] table;  
...  
\}

ThreadLocalMap里面包含一个静态的内部类Entry，该类继承于WeakReference类，说明Entry是一个弱引用。

ThreadLocalMap内部还包含了一个Entry数组，其中：Entry = ThreadLocal + value。

而ThreadLocalMap被定义成了Thread类的成员变量。

public class Thread implements Runnable \{  
...  
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;  
\}

下面用一张图从宏观上，认识一下ThreadLocal的整体结构：

![e2c28e528fe3433698a01ccf394ade31.png][]  
从上图中看出，在每个Thread类中，都有一个ThreadLocalMap的成员变量，该变量包含了一个Entry数组，该数组真正保存了ThreadLocal类set的数据。

Entry是由threadLocal和value组成，其中threadLocal对象是弱引用，在GC的时候，会被自动回收。而value就是ThreadLocal类set的数据。

下面用一张图总结一下引用关系：

![fdbe236a2ba04587893932e254725df8.png][]  
上图中除了Entry的key对ThreadLocal对象是弱引用，其他的引用都是强引用。

需要特别说明的是，上图中ThreadLocal对象我画到了堆上，其实在实际的业务场景中不一定在堆上。因为如果ThreadLocal被定义成了static的，ThreadLocal的对象是类共用的，可能出现在方法区。

3. 为什么用ThreadLocal做key？

不知道你有没有思考过这样一个问题：ThreadLocalMap为什么要用ThreadLocal做key，而不是用Thread做key？

如果在你的应用中，一个线程中只使用了一个ThreadLocal对象，那么使用Thread做key也未尝不可。

@Service  
public class ThreadLocalService \{  
private static final ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<>();  
\}

但实际情况中，你的应用，一个线程中很有可能不只使用了一个ThreadLocal对象。这时使用Thread做key不就出有问题？

@Service  
public class ThreadLocalService \{  
private static final ThreadLocal<Integer> threadLocal1 = new ThreadLocal<>();  
private static final ThreadLocal<Integer> threadLocal2 = new ThreadLocal<>();  
private static final ThreadLocal<Integer> threadLocal3 = new ThreadLocal<>();  
\}

假如使用Thread做key时，你的代码中定义了3个ThreadLocal对象，那么，通过Thread对象，它怎么知道要获取哪个ThreadLocal对象呢？

如下图所示：

![2fbaa8dfd533422d8b7dcb0eed180298.png][]

因此，不能使用Thread做key，而应该改成用ThreadLocal对象做key，这样才能通过具体ThreadLocal对象的get方法，轻松获取到你想要的ThreadLocal对象。

如下图所示：

![fa9c6f6fcb87494fa01d618a7472beec.png][]

4. Entry的key为什么设计成弱引用？

前面说过，Entry的key，传入的是ThreadLocal对象，使用了WeakReference对象，即被设计成了弱引用。

那么，为什么要这样设计呢？

假如key对ThreadLocal对象的弱引用，改为强引用。

![b39b72236a8e4e4ebe6e6c8a3b99307c.png][]  
我们都知道ThreadLocal变量对ThreadLocal对象是有强引用存在的。

即使ThreadLocal变量生命周期完了，设置成null了，但由于key对ThreadLocal还是强引用。

此时，如果执行该代码的线程使用了线程池，一直长期存在，不会被销毁。

就会存在这样的强引用链：Thread变量 -> Thread对象 -> ThreadLocalMap -> Entry -> key -> ThreadLocal对象。

那么，ThreadLocal对象和ThreadLocalMap都将不会被GC回收，于是产生了内存泄露问题。

为了解决这个问题，JDK的开发者们把Entry的key设计成了弱引用。

弱引用的对象，在GC做垃圾清理的时候，就会被自动回收了。

如果key是弱引用，当ThreadLocal变量指向null之后，在GC做垃圾清理的时候，key会被自动回收，其值也被设置成null。

如下图所示：

![b3e3bb064c924469bfca743ca7e633f6.png][]  
接下来，最关键的地方来了。

由于当前的ThreadLocal变量已经被指向null了，但如果直接调用它的get、set或remove方法，很显然会出现空指针异常。因为它的生命已经结束了，再调用它的方法也没啥意义。

此时，如果系统中还定义了另外一个ThreadLocal变量b，调用了它的get、set或remove，三个方法中的任何一个方法，都会自动触发清理机制，将key为null的value值清空。

如果key和value都是null，那么Entry对象会被GC回收。如果所有的Entry对象都被回收了，ThreadLocalMap也会被回收了。

这样就能最大程度的解决内存泄露问题。

需要特别注意的地方是：

key为null的条件是，ThreadLocal变量指向null，并且key是弱引用。如果ThreadLocal变量没有断开对ThreadLocal的强引用，即ThreadLocal变量没有指向null，GC就贸然的把弱引用的key回收了，不就会影响正常用户的使用？

如果当前ThreadLocal变量指向null了，并且key也为null了，但如果没有其他ThreadLocal变量触发get、set或remove方法，也会造成内存泄露。

下面看看弱引用的例子：

public static void main(String\[\] args) \{  
WeakReference<Object> weakReference0 = new WeakReference<>(new Object());  
System.out.println(weakReference0.get());  
System.gc();  
System.out.println(weakReference0.get());  
\}

打印结果：

java.lang.Object@1ef7fe8e  
null

传入WeakReference构造方法的是直接new处理的对象，没有其他引用，在调用gc方法后，弱引用对象会被自动回收。

但如果出现下面这种情况：

public static void main(String\[\] args) \{  
Object object = new Object();  
WeakReference<Object> weakReference1 = new WeakReference<>(object);  
System.out.println(weakReference1.get());  
System.gc();  
System.out.println(weakReference1.get());  
\}

执行结果：

java.lang.Object@1ef7fe8e  
java.lang.Object@1ef7fe8e

先定义了一个强引用object对象，在WeakReference构造方法中将object对象的引用作为参数传入。这时，调用gc后，弱引用对象不会被自动回收。

我们的Entry对象中的key不就是第二种情况吗？在Entry构造方法中传入的是ThreadLocal对象的引用。

如果将object强引用设置为null：

object=null;  
System.gc();  
System.out.println(weakReference1.get());  
\}

执行结果：

java.lang.Object@6f496d9f  
java.lang.Object@6f496d9f  
null

第二次gc之后，弱引用能够被正常回收。

由此可见，如果强引用和弱引用同时关联一个对象，那么这个对象是不会被GC回收。也就是说这种情况下Entry的key，一直都不会为null，除非强引用主动断开关联。

此外，你可能还会问这样一个问题：Entry的value为什么不设计成弱引用？

答：Entry的value假如只是被Entry引用，有可能没被业务系统中的其他地方引用。如果将value改成了弱引用，被GC贸然回收了（数据突然没了），可能会导致业务系统出现异常。

而相比之下，Entry的key，管理的地方就非常明确了。

这就是Entry的key被设计成弱引用，而value没被设计成弱引用的原因。

5. ThreadLocal真的会导致内存泄露？

通过上面的Entry对象中的key设置成弱引用，并且使用get、set或remove方法清理key为null的value值，就能彻底解决内存泄露问题？

答案是否定的。

如下图所示：

![31b00dd92524484b96a1f85ddcbed50a.png][]  
假如ThreadLocalMap中存在很多key为null的Entry，但后面的程序，一直都没有调用过有效的ThreadLocal的get、set或remove方法。

那么，Entry的value值一直都没被清空。

所以会存在这样一条强引用链：Thread变量 -> Thread对象 -> ThreadLocalMap -> Entry -> value -> Object。

其结果就是：Entry和ThreadLocalMap将会长期存在下去，会导致内存泄露。

6. 如何解决内存泄露问题？

前面说过的ThreadLocal还是会导致内存泄露的问题，我们有没有解决办法呢？

答：有办法，调用ThreadLocal对象的remove方法。

不是在一开始就调用remove方法，而是在使用完ThreadLocal对象之后。列如：

先创建一个CurrentUser类，其中包含了ThreadLocal的逻辑。

public class CurrentUser \{  
private static final ThreadLocal<UserInfo> THREA\_LOCAL = new ThreadLocal();  
  
public static void set(UserInfo userInfo) \{  
THREA\_LOCAL.set(userInfo);  
\}  
  
public static UserInfo get() \{  
THREA\_LOCAL.get();  
\}  
  
public static void remove() \{  
THREA\_LOCAL.remove();  
\}  
\}

然后在业务代码中调用相关方法：

public void doSamething(UserDto userDto) \{  
UserInfo userInfo = convert(userDto);  
  
try\{  
CurrentUser.set(userInfo);  
...  
  
//业务代码  
UserInfo userInfo = CurrentUser.get();  
...  
\} finally \{  
CurrentUser.remove();  
\}  
\}

需要我们特别注意的地方是：一定要在finally代码块中，调用remove方法清理没用的数据。如果业务代码出现异常，也能及时清理没用的数据。

remove方法中会把Entry中的key和value都设置成null，这样就能被GC及时回收，无需触发额外的清理机制，所以它能解决内存泄露问题。

7. ThreadLocal是如何定位数据的？

前面说过ThreadLocalMap对象底层是用Entry数组保存数据的。

那么问题来了，ThreadLocal是如何定位Entry数组数据的？

在ThreadLocal的get、set、remove方法中都有这样一行代码：

int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);

通过key的hashCode值，与数组的长度减1。其中key就是ThreadLocal对象，与数组的长度减1，相当于除以数组的长度减1，然后取模。

这是一种hash算法。

接下来给大家举个例子：假设len=16，key.threadLocalHashCode=31，

于是： int i = 31 & 15 = 15

相当于：int i = 31 % 16 = 15

计算的结果是一样的，但是使用与运算效率跟高一些。

为什么与运算效率更高？

答：因为ThreadLocal的初始大小是16，每次都是按2倍扩容，数组的大小其实一直都是2的n次方。这种数据有个规律就是高位是0，低位都是1。在做与运算时，可以不用考虑高位，因为与运算的结果必定是0。只需考虑低位的与运算，所以效率更高。

如果使用hash算法定位具体位置的话，就可能会出现hash冲突的情况，即两个不同的hashCode取模后的值相同。

ThreadLocal是如何解决hash冲突的呢？

我们看看getEntry是怎么做的：

private Entry getEntry(ThreadLocal<?> key) \{  
//通过hash算法获取下标值  
int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1);  
Entry e = table\[i\];  
//如果下标位置上的key正好是我们所需要寻找的key  
if (e != null && e.get() == key)  
//说明找到数据了，直接返回  
return e;  
else  
//说明出现hash冲突了，继续往后找  
return getEntryAfterMiss(key, i, e);  
\}

再看看getEntryAfterMiss方法：

private Entry getEntryAfterMiss(ThreadLocal<?> key, int i, Entry e) \{  
Entry\[\] tab = table;  
int len = tab.length;

//判断Entry对象如果不为空，则一直循环  
while (e != null) \{  
ThreadLocal<?> k = e.get();  
//如果当前Entry的key正好是我们所需要寻找的key  
if (k == key)  
//说明这次真的找到数据了  
return e;  
if (k == null)  
//如果key为空，则清理脏数据  
expungeStaleEntry(i);  
else  
//如果还是没找到数据，则继续往后找  
i = nextIndex(i, len);  
e = tab\[i\];  
\}  
return null;  
\}

关键看看nextIndex方法：

private static int nextIndex(int i, int len) \{  
return ((i + 1 < len) ? i + 1 : 0);  
\}

当通过hash算法计算出的下标小于数组大小，则将下标值加1。否则，即下标大于等于数组大小，下标变成0了。下标变成0之后，则循环一次，下标又变成1。。。

寻找的大致过程如下图所示：

![10af33fd7a774286827aa1dfb4818fc1.png][]  
如果找到最后一个，还是没有找到，则再从头开始找。

![2158c72ed4f54486b223c9a08c38abe1.png][]  
不知道你有没有发现，它构成了一个：环形。

ThreadLocal从数组中找数据的过程大致是这样的：

通过key的hashCode取余计算出一个下标。

通过下标，在数组中定位具体Entry，如果key正好是我们所需要的key，说明找到了，则直接返回数据。

如果第2步没有找到我们想要的数据，则从数组的下标位置，继续往后面找。

如果第3步中找key的正好是我们所需要的key，说明找到了，则直接返回数据。

如果还是没有找到数据，再继续往后面找。如果找到最后一个位置，还是没有找到数据，则再从头，即下标为0的位置，继续从前往后找数据。

直到找到第一个Entry为空为止。

8. ThreadLocal是如何扩容的？

从上面得知，ThreadLocal的初始大小是16。那么问题来了，ThreadLocal是如何扩容的？

在set方法中会调用rehash方法：

private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) \{  
Entry\[\] tab = table;  
int len = tab.length;  
int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);

for (Entry e = tab\[i\];  
e != null;  
e = tab\[i = nextIndex(i, len)\]) \{  
ThreadLocal<?> k = e.get();

if (k == key) \{  
e.value = value;  
return;  
\}

if (k == null) \{  
replaceStaleEntry(key, value, i);  
return;  
\}  
\}

tab\[i\] = new Entry(key, value);  
int sz = ++size;  
if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)  
rehash();  
\}

注意一下，其中有个判断条件是：sz(之前的size+1)如果大于或等于threshold的话，则调用rehash方法。

threshold默认是0，在创建ThreadLocalMap时，调用它的构造方法：

ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) \{  
table = new Entry\[INITIAL\_CAPACITY\];  
int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL\_CAPACITY - 1);  
table\[i\] = new Entry(firstKey, firstValue);  
size = 1;  
setThreshold(INITIAL\_CAPACITY);  
\}

调用setThreshold方法给threshold设置一个值，而这个值INITIAL\_CAPACITY是默认的大小16。

private void setThreshold(int len) \{  
threshold = len \* 2 / 3;  
\}

也就是第一次设置的threshold = 16 \* 2 / 3， 取整后的值是：10。

换句话说当sz大于等于10时，就可以考虑扩容了。

rehash代码如下：

private void rehash() \{  
//先尝试回收一次key为null的值，腾出一些空间  
expungeStaleEntries();

if (size >= threshold - threshold / 4)  
resize();  
\}

在真正扩容之前，先尝试回收一次key为null的值，腾出一些空间。

如果回收之后的size大于等于threshold的3/4时，才需要真正的扩容。

计算公式如下：

16 \* 2 \* 4 / 3 \* 4 - 16 \* 2 / 3 \* 4 = 8

也就是说添加数据后，新的size大于等于老size的1/2时，才需要扩容。

private void resize() \{  
Entry\[\] oldTab = table;  
int oldLen = oldTab.length;  
//按2倍的大小扩容  
int newLen = oldLen \* 2;  
Entry\[\] newTab = new Entry\[newLen\];  
int count = 0;

for (int j = 0; j < oldLen; ++j) \{  
Entry e = oldTab\[j\];  
if (e != null) \{  
ThreadLocal<?> k = e.get();  
if (k == null) \{  
e.value = null; // Help the GC  
\} else \{  
int h = k.threadLocalHashCode & (newLen - 1);  
while (newTab\[h\] != null)  
h = nextIndex(h, newLen);  
newTab\[h\] = e;  
count++;  
\}  
\}  
\}

setThreshold(newLen);  
size = count;  
table = newTab;  
\}

resize中每次都是按2倍的大小扩容。

扩容的过程如下图所示：

![11bd150b94cc4762acdac6c4fd06a3af.png][]  
扩容的关键步骤如下：

老size + 1 = 新size

如果新size大于等于老size的2/3时，需要考虑扩容。  
扩容前先尝试回收一次key为null的值，腾出一些空间。

如果回收之后发现size还是大于等于老size的1/2时，才需要真正的扩容。

每次都是按2倍的大小扩容。

9. 父子线程如何共享数据？

前面介绍的ThreadLocal都是在一个线程中保存和获取数据的。

但在实际工作中，有可能是在父子线程中共享数据的。即在父线程中往ThreadLocal设置了值，在子线程中能够获取到。

例如：

public class ThreadLocalTest \{

public static void main(String\[\] args) \{  
ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<>();  
threadLocal.set(6);  
System.out.println("父线程获取数据：" + threadLocal.get());

new Thread(() -> \{  
System.out.println("子线程获取数据：" + threadLocal.get());  
\}).start();  
\}  
\}

执行结果：

父线程获取数据：6  
子线程获取数据：null

你会发现，在这种情况下使用ThreadLocal是行不通的。main方法是在主线程中执行的，相当于父线程。在main方法中开启了另外一个线程，相当于子线程。

显然通过ThreadLocal，无法在父子线程中共享数据。

那么，该怎么办呢？

答：使用InheritableThreadLocal，它是JDK自带的类，继承了ThreadLocal类。

修改代码之后：

public class ThreadLocalTest \{

public static void main(String\[\] args) \{  
InheritableThreadLocal<Integer> threadLocal = new InheritableThreadLocal<>();  
threadLocal.set(6);  
System.out.println("父线程获取数据：" + threadLocal.get());

new Thread(() -> \{  
System.out.println("子线程获取数据：" + threadLocal.get());  
\}).start();  
\}  
\}

执行结果：

父线程获取数据：6  
子线程获取数据：6

果然，在换成InheritableThreadLocal之后，在子线程中能够正常获取父线程中设置的值。

其实，在Thread类中除了成员变量threadLocals之外，还有另一个成员变量：inheritableThreadLocals。

Thread类的部分代码如下：

ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;  
ThreadLocal.ThreadLocalMap inheritableThreadLocals = null;

最关键的一点是，在它的init方法中会将父线程中往ThreadLocal设置的值，拷贝一份到子线程中。

10. 线程池中如何共享数据？

在真实的业务场景中，一般很少用单独的线程，绝大多数，都是用的线程池。

那么，在线程池中如何共享ThreadLocal对象生成的数据呢？

因为涉及到不同的线程，如果直接使用ThreadLocal，显然是不合适的。

我们应该使用InheritableThreadLocal，具体代码如下：

private static void fun1() \{  
InheritableThreadLocal<Integer> threadLocal = new InheritableThreadLocal<>();  
threadLocal.set(6);  
System.out.println("父线程获取数据：" + threadLocal.get());

ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();

threadLocal.set(6);  
executorService.submit(() -> \{  
System.out.println("第一次从线程池中获取数据：" + threadLocal.get());  
\});

threadLocal.set(7);  
executorService.submit(() -> \{  
System.out.println("第二次从线程池中获取数据：" + threadLocal.get());  
\});  
\}

执行结果：

父线程获取数据：6  
第一次从线程池中获取数据：6  
第二次从线程池中获取数据：6

由于这个例子中使用了单例线程池，固定线程数是1。

第一次submit任务的时候，该线程池会自动创建一个线程。因为使用了InheritableThreadLocal，所以创建线程时，会调用它的init方法，将父线程中的inheritableThreadLocals数据复制到子线程中。所以我们看到，在主线程中将数据设置成6，第一次从线程池中获取了正确的数据6。

之后，在主线程中又将数据改成7，但在第二次从线程池中获取数据却依然是6。

因为第二次submit任务的时候，线程池中已经有一个线程了，就直接拿过来复用，不会再重新创建线程了。所以不会再调用线程的init方法，所以第二次其实没有获取到最新的数据7，还是获取的老数据6。

那么，这该怎么办呢？

答：使用TransmittableThreadLocal，它并非JDK自带的类，而是阿里巴巴开源jar包中的类。

可以通过如下pom文件引入该jar包：

<dependency>  
<groupId>com.alibaba</groupId>  
<artifactId>transmittable-thread-local</artifactId>  
<version>2.11.0</version>  
<scope>compile</scope>  
</dependency>

代码调整如下：

private static void fun2() throws Exception \{  
TransmittableThreadLocal<Integer> threadLocal = new TransmittableThreadLocal<>();  
threadLocal.set(6);  
System.out.println("父线程获取数据：" + threadLocal.get());

ExecutorService ttlExecutorService = TtlExecutors.getTtlExecutorService(Executors.newFixedThreadPool(1));

threadLocal.set(6);  
ttlExecutorService.submit(() -> \{  
System.out.println("第一次从线程池中获取数据：" + threadLocal.get());  
\});

threadLocal.set(7);  
ttlExecutorService.submit(() -> \{  
System.out.println("第二次从线程池中获取数据：" + threadLocal.get());  
\});

执行结果：

父线程获取数据：6  
第一次从线程池中获取数据：6  
第二次从线程池中获取数据：7

我们看到，使用了TransmittableThreadLocal之后，第二次从线程中也能正确获取最新的数据7了。

nice。

如果你仔细观察这个例子，你可能会发现，代码中除了使用TransmittableThreadLocal类之外，还使用了TtlExecutors.getTtlExecutorService方法，去创建ExecutorService对象。

这是非常重要的地方，如果没有这一步，TransmittableThreadLocal在线程池中共享数据将不会起作用。

创建ExecutorService对象，底层的submit方法会TtlRunnable或TtlCallable对象。

以TtlRunnable类为例，它实现了Runnable接口，同时还实现了它的run方法：

public void run() \{  
Map<TransmittableThreadLocal<?>, Object> copied = (Map)this.copiedRef.get();  
if (copied != null && (!this.releaseTtlValueReferenceAfterRun || this.copiedRef.compareAndSet(copied, (Object)null))) \{  
Map backup = TransmittableThreadLocal.backupAndSetToCopied(copied);

try \{  
this.runnable.run();  
\} finally \{  
TransmittableThreadLocal.restoreBackup(backup);  
\}  
\} else \{  
throw new IllegalStateException("TTL value reference is released after run!");  
\}  
\}

这段代码的主要逻辑如下：

把当时的ThreadLocal做个备份，然后将父类的ThreadLocal拷贝过来。

执行真正的run方法，可以获取到父类最新的ThreadLocal数据。

从备份的数据中，恢复当时的ThreadLocal数据。  
11. ThreadLocal有哪些用途？

最后，一起聊聊ThreadLocal有哪些用途？

老实说，使用ThreadLocal的场景挺多的。

下面列举几个常见的场景：

在spring事务中，保证一个线程下，一个事务的多个操作拿到的是一个Connection。  
在hiberate中管理session。  
在JDK8之前，为了解决SimpleDateFormat的线程安全问题。  
获取当前登录用户上下文。  
临时保存权限数据。  
使用MDC保存日志信息。  
等等，还有很多业务场景，这里就不一一列举了。

由于篇幅有限，今天的内容先分享到这里。希望你看了这篇文章，会有所收获。

接下来留几个问题给大家思考一下：

ThreadLocal变量为什么建议要定义成static的？  
Entry数组为什么要通过hash算法计算下标，即直线寻址法，而不直接使用下标值？  
强引用和弱引用有什么区别？  
Entry数组大小，为什么是2的N次方？  
使用InheritableThreadLocal时，如果父线程中重新set值，在子线程中能够正确的获取修改后的新值吗？

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